A. OPIS TECHNICZNY 1. PRZEDMIOT I ZAKRES OPRACOWANIA Przedmiot opracowania Zakres inwestycji Podstawa opracowania

Transkrypt

1 A. OPIS TECHNICZNY 1. PRZEDMIOT I ZAKRES OPRACOWANIA 1.1. Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest projekt architektoniczno-budowlany odbudowy zniszczonej przez powódź kładki pieszej na potoku Prądnik, połoŝonej w ciągu pieszego traktu turystycznego na terenie Ojcowskiego Parku Narodowego. Teren inwestycji znajduje się w miejscowości Ojców, w powiecie krakowskim, gmina Skała. Projektowana kładka zlokalizowana jest w km potoku Prądnik Zakres inwestycji Zakres projektowanej inwestycji obejmuje: rozbiórkę istniejących, pozostałych po obiekcie zniszczonym przez powódź, betonowych przyczółków, budowę nowej kładki dla pieszych przez potok Prądnik w jego km , usytuowanej w tym samym miejscu co kładka zniszczona przez powódź, przebudowę (profilowanie) dojść do kładki na prawym i lewym brzegu potoku polegającą na uzupełnieniu kruszywem nawierzchni istniejącej ścieŝki Podstawa opracowania Projekt budowlany dla inwestycji opisanej w punktach opracowano na podstawie umowy z Inwestorem przedsięwzięcia: Ojcowskim Parkiem Narodowym. Podstawy techniczno-prawne i materiały wyjściowe do opracowania projektu to: [1] Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. z 2012 r. poz.463). [2] Mapa do celów projektowych w skali 1:500 opracowana przez firmę Geomat Usługi Geodezyjne przyjęta do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego w dniu r. i zaewidencjonowana pod numerem P [3] Opracowanie określające geotechniczne warunki posadowienia projektowanej odbudowy kładki pieszej na potoku Prądnik na działkach nr 220/1, 496 i 497 w Ojcowie gm. Skała, pow. Krakowski wykonane przez Zakład Usług Geologicznych GEO-NOT mgr inŝ. Tadeusz Nowak, Kraków sierpień 2014 r. Normy, wytyczne, instrukcje oraz inne opracowania o charakterze normatywnym podano na końcu opisu. 2. OPIS STANU ISTNIEJĄCEGO Drewniana kładka znajdująca się w km potoku Prądnik została zniszczona przez wody powodziowe w maju 2013 r. W skarpach koryta potoku pozostały jedynie betonowe przyczółki (fundamenty kładki), które nie nadają się do ponownego wykorzystania i są przewidziane do rozbiórki. Na prawym brzegu potoku dojście do przeprawy stanowi gruntowa ścieŝka o szerokości ok. 1.5 m przebiegająca wzdłuŝ ogrodzenia na działce nr 496 i usytuowana prostopadle do koryta cieku. Na lewym brzegu potoku dojście do kładki usytuowane na działce nr 497 sąsiaduje z poboczem drogi gminnej. 3. ROZBIÓRKI Projektuje się rozebranie istniejących betonowych fundamentów, pozostałych w skarpach koryta potoku Prądnik po zniszczonej przez powódź kładce. Wykonanie robót polega na odkopaniu fundamentów oraz ich wyburzeniu przy uŝyciu sprzętu mechanicznego lub ręcznego. Projektowane roboty rozbiórkowe nie stwarzają zagroŝenia dla ludzi i/lub mienia. Biuro InŜynierskie BTB sierpień 2014 PAB A1

2 4. OPIS PROJEKTOWANEGO OBIEKTU BUDOWLANEGO 4.1. Przeznaczenie obiektu Projektowany obiekt budowlany kładka przeznaczony jest do komunikacji pieszej z moŝliwością przejazdu rowerzystów. Budowa nowej kładki pieszej przez potok Prądnik umoŝliwi odtworzenie tradycyjnej trasy turystycznej na terenie Ojcowskiego Parku Narodowego oraz zwyczajowego ciągu komunikacji pieszej dla okolicznych mieszkańców Projektowana kładka Opis ogólny Projektuje się budowę jednoprzęsłowej kładki pieszej o długości m, usytuowanej prostopadle do koryta potoku. Szerokość uŝytkowa kładki wynosi 1.50 m. Zabezpieczenie ruchu pieszych i ewentualnych rowerzystów stanowią balustrady o wysokości 1.20 m. Konstrukcję nośną przęsła stanowią belki stalowe z profili walcowanych. Pomost i balustrady projektuje się jako drewniane. Podpory kładki stanowią Ŝelbetowe przyczółki, usytuowane na brzegach koryta potoku i posadowione bezpośrednio. Ukształtowanie elementów konstrukcji i wyposaŝenia zapewnia utrzymanie właściwego stanu technicznego w czasie eksploatacji obiektu. Projektowany obiekt dostosowano wysokościowo do istniejącego ukształtowania terenu na brzegach Prądnika oraz rzędnych drogi gminnej na lewym brzegu potoku. Na odcinkach dowiązania kładki do istniejącego terenu planowane jest uzupełnienie kruszywem (piasek, Ŝwir, pospółka itp.) oraz profilowanie korpusu i gruntowej nawierzchni ścieŝki. Projektowana szerokość dojść do kładki wynosi 1.50 m jak w stanie istniejącym. Koryto cieku pod kładką pozostawia się w stanie naturalnym, nieumocnione Odwodnienie Wody opadowe z powierzchni kładki będą spływać grawitacyjnie poprzez szczeliny deskowania oraz poza krawędzie pomostu Kolorystyka Konstrukcję i wyposaŝenie kładki projektuje się w kolorze brunatnobrązowym. śelbetowe przyczółki pozostawia się w naturalnym kolorze betonu Charakterystyczne parametry techniczne Podstawowe parametry techniczne projektowanej kładki: kąt skrzyŝowania z przeszkodą: 89.6, światło poziome: L = m (prostopadle do osi cieku), rozpiętość teoretyczna: L t = m długość kładki: = m, długość całkowita ze skrzydłami: = m, szerokość uŝytkowa (w świetle balustrad): = 1.50 m, szerokość całkowita: = 1.80 m, wysokość konstrukcyjna: = 0.45 m, spadek podłuŝny: = 6.0 %. rzędna dna cieku w przekroju mostowym: = m n.p.m., rzędna spodu konstrukcji w osi potoku: = m n.p.m., minimalna rzędna spodu konstrukcji: = m n.p.m. (na przyczółku lewobrzeŝnym), rzędna pomostu kładki (w osi potoku): = m n.p.m., wzniesienie konstrukcji ponad dnem potoku: ~ 2.50 m (w osi obiektu), Biuro InŜynierskie BTB sierpień 2014 PAB A2

3 Podstawowe dane hydrotechniczne Z uwagi na warunki terenowe kładka została zaprojektowana na wodę brzegową w korycie potoku Prądnik. Prawdopodobieństwo wystąpienia przepływu odpowiadającemu napełnieniu koryta cieku do poziomu korony brzegów wynosi p = 10%. Wartość przepływu miarodajnego wyznaczono metodą analizy statystycznej danych z posterunku wodowskazowego Ojców. Podstawowe wyniki obliczeń hydrologicznych i hydraulicznych dla projektowanego obiektu: przepływ miarodajny: Q m = Q 10% = 6.45 m 3 /s, głębokość wody w korycie cieku przy przepływie miarodajnym: h d = 1.92 m, światło poziome obiektu mostowego: B = m, rzędna dna cieku w przekroju mostowym: m npm., rzędna zwierciadła wody miarodajnej: m npm., rzędna spodu konstrukcji (w osi potoku / minimalna): m npm. / m npm. średnie wzniesienie konstrukcji ponad poziom wody miarodajnej: 0.57 m (w osi potoku) Powiązanie z terenem Projektowany obiekt wpisuje się w indywidualny charakter Ojcowa jako miejscowości o charakterze turystycznym połoŝonej w Dolinie Prądnika, dla której typowym elementem zagospodarowania terenu poza indywidualną zabudową są małe obiekty mostowe umoŝliwiające dojazd i/lub dojście do posesji oraz kładki umoŝliwiające ruch turystyczny na szlakach Ojcowskiego Parku Narodowego. Projektowana kładka, dostosowana do istniejącego ukształtowania terenu, dobrze wpisuje się w lokalny krajobraz. Wykonane z drewna pomost i balustrady o prostej konstrukcji oraz gruntowe dojścia do kładki odpowiadają wiejskiemu charakterowi otaczającej zabudowy Spełnienie wymagań podstawowych oraz warunków uŝytkowania zgodnie z przeznaczeniem obiektu Obiekt budowlany został zaprojektowany zgodnie z aktualnymi normami projektowania oraz zasadami wiedzy technicznej przez osoby posiadające odpowiednie uprawnienia. Zastosowane materiały, wymiary przekrojów oraz zabezpieczenia antykorozyjne zapewniają trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji. Bezpieczeństwo uŝytkowania zapewniają elementy wyposaŝenia (balustrady) o odpowiednich wymiarach i konstrukcji. Zaprojektowana szerokość kładki zapewnia dogodne warunki dla ruchu pieszego: turystycznego i lokalnego. Szerokość pomostu umoŝliwia swobodne wymijanie się pieszych na obiekcie. Ukształtowanie kładki szerokość pomostu i spadek podłuŝny umoŝliwia korzystanie z niej równieŝ przez osoby niepełnosprawne. 5. GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA 5.1. Warunki gruntowe Warunki gruntowo-wodne określono na podstawie, wykonanej dla potrzeb projektu, dokumentacji geotechnicznej (załączonej w części D projektu architektoniczno-budowlanego). Wyniki badań podłoŝa zestawiono poniŝej. W rejonie obiektu wykonano dwa otwory geotechniczne z poziomu brzegu koryta potoku: otwór nr 1 o głębokości 3.0 m ppt na brzegu prawym, otwór nr 2 o głębokości 4.2 m ppt na brzegu lewym. Rozpoznano warunki geotechniczne do rzędnej, odpowiednio: m n.p.m. i m n.p.m. Warstwę powierzchniową o miąŝszości ok. 0.6 m stanowią nasypy niebudowlane (brzeg lewy) złoŝone z pyłu i rumoszu lub gleba (brzeg prawy). Biuro InŜynierskie BTB sierpień 2014 PAB A3

4 PoniŜej gleby i nasypów niebudowlanych zalegają grunty rodzime, które stanowią podłoŝe gruntowe dla projektowanego obiektu. PodłoŜe budują grunty niespoiste, które podzielono na 3 warstwy geotechniczne: warstwa geotechniczna I obejmuje czwartorzędowe osady rzeczne wykształcone jako pospółki wapienne (Po) wilgotne, w stanie średniozagęszczonym (I D = 0.38); występują w stropie podłoŝa gruntowego po obu stronach potoku, bezpośrednio pod warstwami przypowierzchniowymi. warstwa geotechniczna II obejmuje czwartorzędowe osady deluwialne wykształcone jako rumosze wapienia (KR wap), lokalnie przewarstwione rumoszem gliniastym, wilgotne lub nawodnione, w stanie średniozagęszczonym (I D = 0.40); grunty te zalegają w podłoŝu na całym terenie badań na głębokości m ppt w postaci warstwy o miąŝszości m, warstwa geotechniczna III stanowi ją rumosz wapienia (KR wap) nawodniony, w stanie średniozagęszczonym (I D = 0.60); grunty te zostały nawiercone w otworze nr 2 na głębokości 3.8 m ppt i nie zostały przewiercone. Woda gruntowa występuje w warstwie rumoszu wapiennego i posiada zwierciadło swobodne, nawiercone i ustabilizowane na głębokości m ppt. Zwierciadło wody gruntowej jest ściśle związane z poziomem wody w potoku Prądnik. Głębokość strefy przemarzania wynosi ok. 1.2 m od poziomu terenu (wg PN-81/B-03020). Lokalizację otworów badawczych wraz z ich profilami oraz układ warstw geotechnicznych przedstawiono graficznie w załączonej dokumentacji geotechnicznej Kategoria geotechniczna Grunty w podłoŝu występują w formie jednorodnych morfologicznie warstw ułoŝonych prawie równolegle do powierzchni terenu. Nie stwierdzono występowania gruntów nienośnych oraz niekorzystnych zjawisk i procesów geologicznych. Dla planowanej inwestycji ustalono proste warunki gruntowe, a obiekt zaliczono do drugiej kategorii geotechnicznej Sposób posadowienia Posadowienie przyczółków kładki zaprojektowano jako bezpośrednie, na płytach fundamentowych, w warstwie gruntów nośnych. Rzędną spodu fundamentu przyjęto na poziomie m n.p.m. dla przyczółka prawobrzeŝnego oraz m n.p.m dla przyczółka lewobrzeŝnego. W poziomie posadowienia zalegają grunty warstwy geotechnicznej II tj. średniozagęszczone rumosze wapienia (KR wap, I D = 0.40). Są to grunty nośne, nadające się do wykonania posadowienia bezpośredniego. PoniŜej znajduje się podłoŝe o nośności większej niŝ nośność gruntów w poziomie posadowienia. 6. ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNE I MATERIAŁOWE 6.1. Układ konstrukcyjny Ustrój niosący kładki stanowią 2 belki swobodnie podparte o rozpiętości teoretycznej m, w rozstawie 1.23 m, zaprojektowane z profili stalowych walcowanych HEA360. Belki główne połączone są poprzecznicami z profili stalowych zapewniającymi zachowanie stateczności oraz współpracę dźwigarów. Ustrój niosący przęsła jest oparty przegubowo na podporach, które stanowią Ŝelbetowe przyczółki ścianowe. Sposób posadowienia opisano w punkcie 5.3. Połączenie z terenem zapewniają skrzydła przyczółków częściowo zagłębione w gruncie ObciąŜenia Podstawowe obciąŝenia konstrukcji obiektu: cięŝary własne elementów konstrukcji i wyposaŝenia, parcie gruntu na przyczółki (wg PN-B [8]), obciąŝenie tłumem pieszych (wg PN-S [4]): q = 4.0 kn/m 2. Biuro InŜynierskie BTB sierpień 2014 PAB A4

5 6.3. Podstawowe materiały konstrukcyjne Stal konstrukcyjna: S235JR (granica plastyczności f y = 235 MPa), Stal zbrojeniowa: A-IIIN (granica plastyczności f y 490 MPa). Beton konstrukcyjny: C20/25 (wg PN-EN 206-1). Drewno konstrukcyjne: klasa K27 (charakterystyczna wytrzymałość na zginanie R km = 27MPa) Grunt do wykonania nasypu za przyczółkami: rodzaj gruntu: niespoisty, mineralny, przepuszczalny, gęstość objętościowa po zagęszczeniu: γ (n) 20.0 kn/m 3, kąt tarcia wewnętrznego: Φ u 34, wskaźnik zagęszczenia: I s WyposaŜenie Pomost Pomost komunikacyjny na kładce zaprojektowano z desek o grubości 50 mm Balustrady Balustrady z drewna o wysokości 1.20 m i rozstawie słupków 1.20 m, mocowane do dźwigarów głównych kładki ŁoŜyska ŁoŜyska styczne z blach stalowych, kotwione na przyczółkach za pomocą kotew do betonu lub śrub fundamentowych Zabezpieczenia antykorozyjne Konstrukcja stalowa przęsła kładki podlega zabezpieczeniu antykorozyjnemu powłokami malarskimi wg PN-EN ISO Rodzaj powłoki dobiera się na etapie realizacji robót odpowiednio do następujących parametrów: kategoria korozyjności środowiska (korozja atmosferyczna): C2 (mała), stopień przygotowania powierzchni: Sa 2½, wymagana trwałość powłoki: H (duŝa, powyŝej 15lat). Dla elementów Ŝelbetowych strukturalne zabezpieczenie antykorozyjne stanowi wysoka klasa betonu oraz odpowiednie grubości otulin zbrojenia (wg PN-S-10042). Powierzchnie betonowe, które będą miały kontakt z gruntem zabezpiecza się izolacjami bitumicznymi powłokowymi. Elementy wyposaŝenia (pomost, balustrady) podlegają zabezpieczeniu przeciw korozji atmosferycznej i biologicznej przez impregnację środkami ochrony drewna Inne elementy Nawierzchnia na dojściach do kładki Na dojściach do kładki projektuje się nawierzchnię gruntową. Nawierzchnia ścieŝki stanowi górną warstwę nasypu z kruszywa (piasek, Ŝwir, pospółka) Skarpy nasypów Skarpy i stoŝki nasypów przy kładce zostaną umocnione przez humusowanie i obsianie mieszanką traw. 7. WPŁYW NA ŚRODOWISKO Realizacja planowanego przedsięwzięcia nie będzie mieć istotnego wpływu na środowisko naturalne oraz na zdrowie ludzi i obiekty sąsiednie. Eksploatacja projektowanego obiektu budowlanego nie wiąŝe się z zapotrzebowaniem na wodę i energię, nie powoduje powstawania zanieczyszczeń i odpadów, nie jest źródłem promieniowania ani emisji drgań. Biuro InŜynierskie BTB sierpień 2014 PAB A5

6 Projektowana inwestycja nie będzie miała wpływu na istniejący drzewostan, wody powierzchniowe i podziemne. Powierzchnie terenu naruszone w trakcie prowadzenia robót budowlanych zostaną przywrócone do stanu pierwotnego. Zastosowane materiały są neutralne dla środowiska. 8. PODSTAWOWE WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH 8.1. ZałoŜenia do obliczeń Schemat statyczny Ustrój nośny przęsła kładki stanowią 2 dźwigary główne o rozpiętości teoretycznej m w schemacie statycznym belek swobodnie podpartych. Dźwigar obciąŝony jest równomiernie cięŝarem własnym, cięŝarem pomostu i balustrad oraz obciąŝeniem od tłumu pieszych. Równomierny rozkład obciąŝenia na dźwigary jest zapewniony przez deskowanie pomostu oraz poprzecznice łączące belki główne Podstawowe parametry modelu obliczeniowego Podstawowe parametry geometryczne i wytrzymałościowe przyjęte do obliczeń statycznych: rozpiętość teoretyczna belek: L t = m, rozstaw osiowy belek (rozpiętość pomostu): a = 1.25 m, szerokość uŝytkowa kładki: b = 1.50 m, wytrzymałość obliczeniowa stali: R a = 200 MPa, wytrzymałość obliczeniowa drewna: R dm = 13 MPa ObciąŜenia ObciąŜenia stałe: cięŝar własny belki: 1.15 kn/m, cięŝar pomostu: 0.30 kn/m 2, cięŝar balustrady: 0.30 kn/m. ObciąŜenia uŝytkowe zmienne: obciąŝenie tłumem pieszych: q = 4.00 kn/m 2 na szerokości uŝytkowej 1.50 m. Współczynniki obciąŝenia (γ f ) przyjęto wg PN-S [4] Wyniki obliczeń statycznych i wytrzymałościowych Zestawienie sił wewnętrznych Maksymalne momenty zginające w belkach głównych: obliczeniowy moment zginający dla stanu granicznego nośności (SGN): M d = knm, charakterystyczne momenty zginające dla stanu granicznego uŝytkowania (SGU): od obciąŝeń stałych: M g = 38.0 knm, od obciąŝeń uŝytkowych: M p = 66.3 knm. Siły poprzeczne w belkach i reakcje: obliczeniowa siła poprzeczna dla stanu granicznego nośności (SGN): V d = 39.6 kn obliczeniowe reakcje belki głównej na przyczółek: od obciąŝeń stałych (max/min): V g = 14.0 kn / 10.5 kn, od obciąŝeń uŝytkowych: V p = 26.5 kn Wyniki wymiarowania Belka główna kładki: napręŝenia w stali: 70 MPa < R a = 200 MPa. Biuro InŜynierskie BTB sierpień 2014 PAB A6

7 Deskowanie pomostu: napręŝenia w drewnie: 2.6 MPa < R dm = = 11.0 MPa Ugięcia Maksymalne ugięcie belki głównej ustroju niosącego: Ugięcie od obciąŝenia uŝytkowego: 28 mm < L t /300 = 44 mm. 18 mm < L t /500 = 26 mm Podpory Schemat statyczny Podpory, zaprojektowane jako masywne samostateczne przyczółki Ŝelbetowe o szerokości m i całkowitej wysokości 2.25 m (brzeg prawy) i 2.50 m (brzeg lewy), przejmują obciąŝenia z przęsła kładki oraz parcie gruntu. Przyczółki posadowione są bezpośrednio na płytach fundamentowych o wymiarach m ObciąŜenia Podstawowe obciąŝenia podpór (wartości charakterystyczne): CięŜar własny przyczółka i gruntu na odsadzkach: ΣG = 213 kn. ObciąŜenia od ustroju niosącego kładki (wg punktu ): Q max / Q min = 81.0 kn / 21.0 kn Parcie czynne gruntu za przyczółkiem: E a = 33.6 kn. Parcie gruntu przy obciąŝeniu naziomu tłumem pieszych : E q = 5.3 kn. Odpór gruntu przed przyczółkiem pominięto Wyniki obliczeń Nośność gruntu pod fundamentem: N r = 370 kn < Q f = = 587 kn (Tr = 48.7 kn, q max = 140kPa). Stateczność przyczółka na obrót: M or = 43.4 knm < M ur = = knm. Stateczność przyczółka na przesunięcie: Q tr = 48.7 kn < Q tf = = 73.6 kn. 9. NORMY, PRZEPISY, NORMATYWY, LITERATURA Projekt architektoniczno-budowlany opracowano zgodnie z postanowieniami następujących norm i przepisów: [4] PN-S-10030: 1985 Obiekty mostowe. ObciąŜenia [5] PN-S-10042: 1991 Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŝone. Projektowanie [6] PN-S-10052: 1982 Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Projektowanie [7] PN-S-10082: 1992 Obiekty mostowe. Konstrukcje drewniane. Projektowanie [8] PN-B-03010: 1983 Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie [9] PN-B-03020: 1981 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie [10] PN-EN 206-1: 2003 Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność [11] PN-EN-ISO Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich Opracował: mgr inŝ. Dariusz Bednarczyk Biuro InŜynierskie BTB sierpień 2014 PAB A7